h
fs
= f g
V d
L
s is
s
2
2
×
Dimana: h
fs
= kerugian karena gesekan m f
= faktor gesekan diperoleh dari diagram Moody L
s
= panjang pipa hisap = 0,35 m d
is
= diameter dalam pipa = 0,1023 m V
s
= kecepatan aliran fluida = 3,122 ms Untuk menentukan factor gesekan f terlebih dahulu ditentukan alirannya
apakah laminar atau turbulen dengan mencari harga bilangan Reynold, dimana:
υ
is s
d V
= Re
Dengan: Re = Reynold number
υ = viskositas kinematik, dimana harganya 1.02 x 10
-6
m
2
s untuk tekanan 1 atm pada suhu 20
C Sehingga diperoleh:
R
e
=
6
10 02
. 1
1023 ,
122 ,
3
−
× ×
= 313118 ≥ 4000
Maka aliran yang terjadi adalah “ Turbulen “ Bahan pipa isap yang direncanakan adalah Glass and varicus plastic e.g, PVC
and PE pipes dimana bahan pipa yang direncanakan tersebut mempunyai kekasaran sebesar 0 m sesuai dengan table dibawah.
Table 3.1 Kekasaran relative ε dalam berbagai bahan pipa
Pipeline Material Absolute Rougness
ε ft
mm Glass and varicus plastic
e.g, PVC and PE pipes hydraulically smooth
hydraulically smooth
Drawn tubings e.g. coper or aluminium pipes or
tubings 5 x 10
-6
1.5 x 10
-6
Comersial steel or wrought iron
1.5 x 10
-4
4.6 x 10
-2
Cast iron with asphalt lining
4 x 10
-4
0.12 Galvanized iron
5 x 10
-6
0.15 Cast iron
8.5 x 10
-4
0.25
Universitas Sumatera Utara
Wood stave 6 x 10
-4
÷ 3 x 10
-3
0.18 ÷ 0.9 Concrete
1 x 10
-3
÷ 1 x 10
-2
0.3 ÷ 3.0 Riveted steel
3 x 10
-3
÷ 3 x 10
-2
0.9 ÷ 9.0
Pump Handbook, Igor J. Karsik, William C. Krutzsc, Waren H. Frase, Joseph Messina
Selanjutnya dicari harga faktor gesekan dengan menggunakan diagram moody. Dari diagram moody untuk bilangan Reynold = 313118 dan
ε = 0 dengan cara interpolasi maka akan diperoleh factor gesek f = 0,014748 sehingga besarnya
kerugian gesek sepanjang pipa isap menurut Darcy-Weishbach adalah: h
fs
= f g
V d
L
s is
2
2
×
= 0,014748 81
. 9
2 3,122
0,1023 35
,
2
× ×
×
= 0,0250 m b.
Kerugian Head Akibat Perlengkapan Instalasi h
ms
Besarnya kerugian akibat adanya kelengkapan pipa dapat diperoleh dengan persamaan:
h
ms
=
g V
nk
s
2
2
∑
Dimana: h
ms
= kerugian head akibat kelengkapan pipa sepanjang jalur pipa isap n
= jumlah kelengkapan pipa k
= koefisien kerugian akibat kelengkapan pipa Untuk mengetahui berapa besarnya kerugian head yang terjadi akibat adanya
kelengkapan pipa yang digunakan sepanjang jalur pipa isap, maka perlu diketehui terlebih dahulu jenis kelengkapan pipa yang digunakan sepanjang jalur pipa isap.
Adapun jenis dan jumlah kelengkapan tersebut adalah sebagai berikut:
Tabel 3.2 Koefisien kerugian kelengkapan pipa hisap Jenis
Jumlah K
nK
Mulut isap sharp-edged 2
1,0 2,0
Universitas Sumatera Utara
Total koefisien kerugian 2,0
Pump Handbook, Igor J. Karasik, William C.Krutzsc, Waren H. Frase, Joseph Messina
Maka besarnya kerugian head akibat kelengkapan pipa pada pipa isap adalah sebesar: h
ms
=
81 .
9 2
122 ,
3 2,0
2
×
m = 0,4968 m
Dengan demikian diperoleh besar kerugian head sepanjang jalur pipa isap pompa sebesar:
h
ls
= h
fs
+ h
ms
= 0,0250 m + 0,4968 m = 0,5218 m
Kerugian Head sepanjang Pipa Tekan h
ld
a. Kerugian Head Akibat Gesekan Pipa Tekan h
fd
Pipa tekan dari pompa menuju roof tank direncanakan menggunakan ukuran pipa standart ANSI B.36.10 Shcedule 40 dengan ukuran pipa nominal 4 inci dan
bahan pipa adalah Glass and varicus plastic e.g, PVC and PE pipes yang sama dengan pipa hisap.
Ukuran pipa tersebut adalah: •
Diameter dalam d
is
= 4,0275 in = 0,1023 m •
Diameter luar d
os
= 4,5 in = 0,1143 m Karena bahan dan diameter pipa tekan ini sama dengan pipa hisap, maka
bilangan Reynold Re adalah 313118 dan factor gesekan f = 0,014748 serta panjang pipa tekan adalah 10,94 m, maka besarnya kerugian head akibat gesekan pada
pipa tekan adalah: h
fd
= f g
V d
L
s is
2
2
×
= 0,014748 81
. 9
2 122
, 3
1023 ,
94 ,
10
2
× ×
= 0,7835 m b.
Kerugian Head Akibat Perlengkapan Instalasi pada pipa tekan h
md
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.3 Koefisien kerugian kelengkapan pipa
Jenis Jumlah
K nK
Gate valve katup gerbang 1
0,136 0,136
Ball valve katup bola 1
0,05 0,05
Elbow long 90
o
standard 3
0,51 1,53
Flanged inward projecting 1
0,78 0,78
Tee 1
0,34 0,34
Total koefisien kerugian 2,836
Pump Handbook, Igor J. Karasik, William C.Krutzsc, Waren H. Frase, Joseph Messina
Maka harga kerugian head akibat perlengkapan instalasi pipa tekan adalah: h
md
= g
V nk
s
2
2
∑
=
81 .
9 2
122 ,
3 836
, 2
2
× ×
m = 1,4089 m
Dengan demikian kerugian head pada pipa tekan ini adalah: h
ld
= h
fd
+ h
md
= 0,7835 m + 1,4089 m = 2,1924 m
Maka kerugian head gesekan total adalah: H
L
= h
ls
+ h
ld
= 0,5218 m + 2,1924 m = 2,7142 m
Dari perhitungan sebelumnya maka dapat ditentukan head total yang dibutuhkan untuk melayani instalasi pemipaan:
H
total
= ∆H
P
+ ∆H
V
+ ∆H
S
+ ∆H
L
= 0 + 0,4968 m + 11 m + 2,7142 m
Universitas Sumatera Utara
= 14,211 m ≈ 14 m
Namun untuk pemakainnya dalam jangka waktu yang lama maka perlu diperhatikan hal – hal sebagai berikut:
− Kondisi permukaan pipa yang dalam waktu jangka panjang akan semakin
kasar, sehingga nantinya akan memperbesar kerugian yang terjadi. −
Penurunan kinerja pompa yang dipakai dalam rentang waktu yang lama. −
Kondisi – kondisi lain yang dapat mempengaruhi operasional pompa. Maka dalam perencanaannya head pompa perlu ditambah 10 ÷ 25 [
pump handbook, hal 248 ]. Dalam perencanaan ini dipilih 15 , maka besarnya head pompa yang akan dirancang:
H
total
= 14 m x 1 + 0,25
= 17,5 m
≈ 18 m
3.4 Pemilihan Jenis Pompa
